換熱器是使兩種流體產(chǎn)生熱交換的裝置。當用蒸汽或有機熱載體(HD系列導熱油)作加熱空氣的熱源時,需要換熱器將熱源產(chǎn)生的熱能傳導給潔凈的空氣。
子棉烘干采納翅片式換熱器。翅片式換熱器由若干組無縫管和其上的金屬片組成。無縫管呈“之”字形排列,每組可由單排管或多排管組成,固定在鋼架上。在“之”字形的無縫管上規(guī)律地排列許多金屬片,以增加傳熱面積。金屬片有鑲筋式和一次擠壓成形式兩種形式。金屬片之間都保持肯定的空隙。金屬片的形式和金屬片之間的隔距可根據(jù)需要選定。金屬片密集排列,可增大傳熱面積,提高傳熱效率,但也會增加氣流阻力,降低空氣流量。無縫管的一端和蒸汽進氣管或?qū)嵊凸┯凸芟嗤?另一端和蒸汽出氣管或?qū)嵊突赜凸芟嗤?。換熱器的一側(cè)是空氣進入口,另一側(cè)為空氣加熱后的輸出口,其余均封閉。
鍋爐產(chǎn)生的蒸汽或經(jīng)加熱爐加熱后的導熱油,從總管進入換熱器,通過每組無縫管后,再合并排出。無縫管獲得熱能后,加熱全部的金屬片,傳熱面積顯著增大,換熱器內(nèi)的溫度迅速升高。需加熱的空氣由送熱風機壓入換熱器內(nèi),從若干組無縫管和金屬片之間錯流(即空氣流動方向和熱流體流動方向互相垂直)通過。加熱后的空氣則從輸出口輸出,進入管道。用鍋爐蒸汽作熱源的優(yōu)點是安全可靠、不污染棉花(熱空氣中無火星、煙塵)、投資較小、使用成本低。缺點是熱效率低、在較低的工作壓力下,難以獲得較高的蒸汽溫度。
用加熱爐導熱油作熱源的優(yōu)點是安全可靠,不污染棉花;能在較低的運行壓力下,獲得較高的工作溫度;可進行精確的溫度調(diào)節(jié);熱效率較高。缺點是投資大。
2.燃煤型熱風爐
燃煤型熱風爐的爐殼呈圓筒形,站式安裝。爐殼內(nèi)部主要有燃燒爐排、輻射換熱和對流換熱器件?？諝膺M、出口分別位于爐殼下部和上部。
燃煤型熱風爐還需配備引風機和煙塵除塵器等。
空氣由送熱風機吹入熱風爐內(nèi)。熱風爐內(nèi),煤充分燃燒,溫度急劇升高,通過輻射和對流加熱空氣。加熱后的空氣從熱風爐的上部出口進入管道。燃煤產(chǎn)生的煙氣,通過引風機排入煙塵除塵器。
燃煤型熱風爐的優(yōu)點是安全可靠,不污染棉花;熱效率較高;使用成本較低。
HY—F系列燃煤熱風爐是一種新型高效節(jié)能、低污染的熱源設(shè)備,如圖7-2所示,在新疆及內(nèi)地均有廣泛使用。
HY—F系列燃煤熱風爐由燃燒室、燃料提升機構(gòu)兩部分組成。
燃燒室由爐排總成、引燃區(qū)和燃燒壓構(gòu)成。爐排機構(gòu)分兩種,一種是水平自動往復式,另一種是鏈條爐排循環(huán)式。水平自動往復式爐排下方設(shè)分風室,用設(shè)置的調(diào)風桿調(diào)節(jié)各風室的供風量;爐體側(cè)面設(shè)有排渣門,爐體后端有除渣門。煤倉內(nèi)裝有閘板操縱煤層厚度。燃燒室內(nèi)腔由耐溫材料預置而成,燃燒室左側(cè)設(shè)有點火門。燃料提升機構(gòu)位于爐體前方,由煤斗車、導軌架、支撐平臺、提升電動機和減速箱構(gòu)成(HY—F15型沒有燃料提升機構(gòu))。換熱器熱風出口和管路相連,在管路上設(shè)有測量熱空氣溫度的雙金屬溫度表和熱電偶。
電控柜設(shè)有電源開關(guān),操縱提升機、換熱器鼓風機、引風機、爐排鼓風機、爐排送煤電動機、電動推桿電動機以及顯示熱風溫度的電器儀表等。
煤通過煤斗車送至煤倉,爐排自前向后緩慢移動,煤隨爐排先經(jīng)煤閘板刮成肯定厚度的煤層進入燃燒室引燃區(qū),再迅速起火燃燒,燃燒所需的空氣由各風室提供。燃燒所形成的灰渣落入尾部的灰渣室中。
利用引風機,將熱煙氣均勻地引入換熱器外表面,加熱鼓入換熱器內(nèi)壁通道中的冷空氣,使之達到要求的溫度,并輸送到熱風出口。煙氣經(jīng)除塵器除塵后,被送至地下排煙通道。
HY—F系列燃煤熱風爐的主要特點:
(1)HY—F系列熱風爐執(zhí)行國家機械行業(yè)標準JB/T6672.1—2001。
(2)HY—F系列熱風爐由高效熱燒室和換熱器組合而成,以保證燃燒充分,熱效率大于72%,輸出的潔凈空氣溫度在60～180℃。
(3)排出的煙氣符合國家環(huán)保標準。
(4)換熱器采納懸置式結(jié)構(gòu),幸免了熱膨脹所引起的開焊問題;換熱方式采納順流和逆流組合形式,同時設(shè)有清灰門及清灰通道。合理地選用耐熱鋼及優(yōu)質(zhì)碳鋼,使換熱器的使用壽命大大提高。
(5)由于換熱器是封閉的,因此輸出的是潔凈的熱空氣,溫度的精度為±5℃,性能穩(wěn)定。
(6)電控柜配有“手動”和“自動”兩種操縱方式。自動化程度高,操作簡單,維修方便。電控柜還配置了測溫裝置,能夠超溫報警。
(7)為保證安全生產(chǎn),采取如下的消防措施:將熱風爐排放的煙氣導入地下煙道,煙氣管道鋪設(shè)在地下約0.6m處,在排煙管道口下設(shè)有水井,水井和煙氣通道相連,煙氣通道長度不少于20m。在排煙通道口上端放有水泥蓋板,可預防煙氣中的火星飛濺。
產(chǎn)品規(guī)格及技術(shù)參數(shù)見表7-1。系統(tǒng)裝機容量和重量將根據(jù)用戶要求的供熱量及供風溫度有所變動。
3.電加熱器
電加熱器是利用特種電阻帶鋼作為發(fā)熱原件。特種電阻帶鋼按三相分組設(shè)定。
電加熱器能對空氣直接加熱,故熱效率很高。電加熱器工作時,特種帶鋼無明火,所以使用安全可靠,且無煙塵,不會污染棉花。電加熱器的自動化程度高,溫度操縱精確,但電加熱器的使用成本較高。
4.燃燒器
以柴油作熱源的燃燒器一般由點火系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、助燃霧化系統(tǒng)和供油系統(tǒng)組成,圖7-3是其結(jié)構(gòu)示意圖。
點火系統(tǒng)的作用主要是利用高壓電棒點燃液化石油氣,使之提供穩(wěn)定持久的火焰,然后利用此火焰引燃柴油。
點火系統(tǒng)由帶不銹鋼接頭的固定火焰噴嘴、空氣和液化石油氣混合器、空氣旋塞、液化石油氣壓力調(diào)節(jié)器和高能點火器組成。
燃燒系統(tǒng)的作用是為加熱空氣提供燃燒充分、穩(wěn)定的火焰。該系統(tǒng)主要由噴嘴、油流量閥、霧化空氣閥、助燃空氣閥、通風室、燃燒室、操作桿和壓力調(diào)節(jié)器等組成?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)霧化空氣閥和柴油壓力調(diào)節(jié)器得到燃燒充分、穩(wěn)定的火焰。一般地,油壓越高,火焰就越強,通常油嘴進油壓力以98.2～147.3kPa為宜。當油壓肯定時,霧化空氣閥開得越大,風油流量比越大,火焰就越弱。
助燃霧化系統(tǒng)的主要作用是將潔凈的空氣送入油嘴,使柴油霧化。同時,將一部分空氣送入燃燒器助燃,使燃油充分燃燒。它還有引燃液化石油氣的助燃功能。該系統(tǒng)主要由助燃風機、空氣過濾器、風管、節(jié)氣閥、壓力表、助燃空氣閥和霧化空氣閥組成。對一般輕柴油,風機的壓力應為6886～8612Pa,對重柴油,風機的壓力應大于10335Pa。
供油系統(tǒng)的主要作用是為燃燒系統(tǒng)提供潔凈而具有肯定壓力的穩(wěn)定燃油。該系統(tǒng)主要由油泵、柴油過濾器、單向閥、溢流閥、調(diào)壓器、壓力表、進出油管和溢流管組成。油泵為CB—Bl型齒輪泵,流量1L/min,壓力為2.5×10 Pa。
燃燒器的工作原理是讓清潔的柴油在高壓齒輪泵和高壓助燃風機的作用下,通過噴油嘴,產(chǎn)生高壓油霧,并噴射到燃燒室內(nèi),由自動點火裝置點燃后,經(jīng)過周密調(diào)整使之充分燃燒,產(chǎn)生穩(wěn)定的高溫火焰,并對由送熱風機引入通風室的空氣進行加熱。燃燒器能對空氣直接加熱,故熱效率很高。
但燃燒器具有使用不安全、易污染棉花(原因是火星易進入熱空氣管道,霧化燃燒不完全時,油滴、煙氣易進入熱空氣管道)、使用成本高等缺點。
子棉烘干的熱能消耗和熱空氣的風量及熱空氣的溫度有關(guān)。在空氣的初始溫度為21.1℃條件下,熱能消耗可以從圖7-4中查得。
圖7-4中計量單位的換算如下:
例如,要求每小時加熱15300m3 的空氣(約9000站方英尺/min),加熱后空氣的溫度為121℃(約250u),查圖7-4可知,每小時消耗的熱能約為184.5MJ(約1750000英熱單位)。
子棉烘干需要的熱空氣流量,和子棉輸送量、子棉輸送混合比及烘干機的類型有關(guān)。子棉烘干需要的熱空氣溫度和子棉原回潮率、烘干機的類型有關(guān)。
子棉烘干的熱能消耗決策了空氣加熱系統(tǒng)的設(shè)備配置和燃料的消耗。例如,每小時處理8～10t子棉,子棉原回潮率在12%左右,若采納蒸汽作熱源,對于烘干效率較高的烘干機而言,每小時消耗的蒸汽在1t以內(nèi),可配置一個工作壓力為392.8～785.6kPa,蒸發(fā)量為1t/h的鍋爐。燃燒效率、燃燒值、供熱裝置能力等數(shù)據(jù),可查閱相關(guān)的手冊和說明書。
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